JP2000196050A - イメージセンサ素子収納用パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージ本体の壁部上面の封止面を研削し
て良好に平坦化することが困難であり、気密信頼性が低
い。 【解決手段】 セラミックス材料から成り、底板部４の
上面にイメージセンサ素子３の搭載部Ａおよび搭載部Ａ
を囲む四角枠状の壁部５を有する基体１と、壁部５の上
面に接合される透光性蓋体２とから成るイメージセンサ
素子収納用パッケージであって、壁部５は、基体１から
一体に立設した相対向する２辺をなす一対の壁体５ａ
と、壁体５ａ間の搭載部Ａを反りが50μｍ以下となるよ
うに研削した後に壁体５ａ間にメタライズ金属層９・10
を介してろう付けされた残りの２辺をなす一対の壁部材
５ｂとから成るとともに、壁体５ａおよび壁部材５ｂの
上面を反りが50μｍ以下で搭載部Ａとの平行度が50μｍ
以下となるように研削している。気密信頼性が高く、素
子３を画像情報に正確に対向させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ等に
おいて使用される画像情報を電気信号に変換するイメー
ジセンサ素子を収容するためのイメージセンサ素子収納
用パッケージの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、イメージセンサ素子を収容するた
めのイメージセンサ素子収納用パッケージは、上面中央
部にイメージセンサ素子を収容するための空所となる凹
部を有するとともにこの凹部内から外部に導出する複数
の配線導体を有するパッケージ本体と、このパッケージ
本体の上面外周部に接合される透光性蓋体とから構成さ
れている。

【０００３】この従来のイメージセンサ素子収納用パッ
ケージにおいて、パッケージ本体は、主に酸化アルミニ
ウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体等のセラミッ
クス材料から形成されており、上面中央部にイメージセ
ンサ素子を搭載するための搭載部を有する四角平板状の
底板部と、この底板部の外周各辺に沿って搭載部を取り
囲むようにして立設する壁部とを有している。そして、
底板部上面と壁部内壁面とでイメージセンサ素子を収容
するための空所となる凹部が形成されているとともに、
壁部上面に透光性蓋体が接合される封止面が形成されて
いる。

【０００４】そして、パッケージ本体の凹部底面にイメ
ージセンサ素子を搭載固定するとともにイメージセンサ
素子の各電極を配線導体にボンディングワイヤを介して
電気的に接続し、しかる後、パッケージ本体の封止面に
透光性蓋体を樹脂等の封止材を介して接合させ、パッケ
ージ内部にイメージセンサ素子を気密に封止することに
よってイメージセンサ装置となる。

【０００５】なお、パッケージ本体は、例えば酸化アル
ミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニ
ウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等
の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して
セラミックスラリとなし、これを従来周知のドクタブレ
ード法を採用してシート状となすことにより複数枚のセ
ラミックグリーンシートを得、しかる後、これらのセラ
ミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとと
もに配線導体となる金属ペーストを印刷塗布し、最後
に、これらを上下に積層してセラミックグリーンシート
積層体となすとともに還元雰囲気中、約1600℃の温度で
焼成することによって製作される。

【０００６】しかしながら、この従来のイメージセンサ
素子収納用パッケージによれば、パッケージ本体がセラ
ミックグリーンシートを複数枚積層するとともにこれを
焼成することによって製作されており、焼成時の収縮に
よって約100 μｍ程度の反りが発生していること、およ
び近時イメージセンサ素子の長さが80ｍｍ以上の長いも
のとなってきていること等から、パッケージ本体の搭載
部にイメージセンサ素子を搭載固定し、パッケージ内部
にイメージセンサ素子を収容した場合、イメージセンサ
素子がパッケージ本体の搭載部に傾いて搭載固定され、
その結果、イメージセンサ素子と画像情報とが正確に対
向せず、イメージセンサ素子における画像情報の電気信
号への変換が極めて不正確なものとなるという欠点を有
していた。

【０００７】そこで、本願出願人は、特願平４−14836
号において、パッケージ本体を、底部（搭載部）と相対
向する一対の壁部とを有する基体部材と、相対向する一
対の壁部材とから構成し、底部の反りが50μｍ以下とな
るように機械研削法によって平坦となしたイメージセン
サ素子収納用パッケージを提案した。

【０００８】このイメージセンサ素子収納用パッケージ
によれば、底部の反りを50μｍ以下の平坦なものとし
て、その上部に長尺のイメージセンサ素子を固定すれ
ば、イメージセンサ素子を画像情報に正確に対向させ、
イメージセンサ素子における画像情報の電気信号への変
換を極めて正確なものとすることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
願平４−14836 号で提案したイメージセンサ素子収納用
パッケージによると、パッケージ本体の基体部材は底部
のみが研削平坦化されていることから、透光性蓋体が接
合される封止面には焼成時の収縮による約100 μｍ程度
の反りが残っている。さらに、基体部材と壁部材とが銀
ろう等のろう材を介して接合されており、これらのろう
付けの際に両者間に僅かな接合ずれが生じて基体部材の
上面と壁部材の上面との間に約100 μｍ程度の段差が形
成されることがある。

【００１０】このように、パッケージ本体の封止面に10
0 μｍ程度の反りや段差があると、封止面に透光性蓋体
を封止材を介して接合させた場合に透光性蓋体とパッケ
ージ本体との間に大きな隙間が形成されることとなり、
この隙間を樹脂から成る封止材で良好に埋めることが困
難となって、イメージセンサ素子収納用パッケージの気
密信頼性が低下してしまうという問題点を有していた。

【００１１】そこで、上記問題点を解消するために、パ
ッケージ本体の封止面を機械的研削法により研削して平
坦なものとなすことが考えられる。

【００１２】しかしながら、この特願平４−14836 号で
提案したイメージセンサ素子収納用パッケージによる
と、パッケージ本体は、基体部材がアルミナセラミック
ス等のセラミックス材料から形成されているのに対して
壁部材が鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合
金・銅−タングステン合金等の金属から形成されてお
り、基体部材と壁部材とで硬さや靭性が異なることか
ら、封止面を機械研削法で研削して平坦となそうとして
も、両者を均等に研削することができずに封止面を反り
が50μｍ以下の平坦なものとすることが困難であった。

【００１３】本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みて
案出されたものであり、その目的は、パッケージ本体の
透光性蓋体が接合される封止面を良好な平坦面となし、
これによりパッケージ本体に透光性蓋体を樹脂から成る
封止材により気密信頼性高く接合することが可能なイメ
ージセンサ素子収納用パッケージを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のイメージセンサ
素子収納用パッケージは、セラミックス材料から成り、
底板部の上面にイメージセンサ素子が搭載される搭載部
およびこの搭載部を囲む四角枠状の壁部を有する基体
と、前記壁部の上面に接合される透光性蓋体とから成る
イメージセンサ素子収納用パッケージであって、前記壁
部は、前記基体から一体に立設した相対向する２辺をな
す一対の壁体と、この壁体間の前記搭載部を反りが50μ
ｍ以下となるように研削した後に前記壁体間にメタライ
ズ金属層を介してろう付けされた残りの２辺をなす一対
の壁部材とから成るとともに、前記壁体および前記壁部
材の上面を反りが50μｍ以下で搭載部との平行度が50μ
ｍ以下となるように研削して成ることを特徴とするもの
である。

【００１５】本発明のイメージセンサ素子収納用パッケ
ージによれば、パッケージの基体の底板部および壁部が
同質のセラミックス材料から成り、両者が同じ被研削性
を有していることから、基体の搭載部を機械研削により
反りが50μｍ以下の平坦な面とした後、壁体および壁部
材により構成される壁部の上面、すなわち透光性蓋体が
接合される封止面を機械研削により反りが50μｍ以下で
搭載部との平行度が50μｍ以下の平坦な面とすることが
でき、パッケージ基体の封止面に透光性蓋体を樹脂から
成る封止材を介して気密信頼性高く接合させることがで
きるとともに、透光性蓋体を通して入射する画像情報を
イメージセンサ素子へ正確に対向させて入射させること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明のイメージセンサ素
子収納用パッケージを添付の図面を基に説明する。

【００１７】図１は本発明のイメージセンサ素子収納用
パッケージの実施の形態の一例を示す断面図、図２は図
１に示すパッケージの透光性蓋体を除く平面図、図３は
図１・図２に示すパッケージの分解斜視図である。

【００１８】これらの図において、１はパッケージ本体
をなす基体、２は透光性蓋体であり、これらでイメージ
センサ素子３を収容する容器が構成される。

【００１９】基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒
化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化珪素
質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラスセラミックス等の
セラミックス材料から形成されており、上面中央部にイ
メージセンサ素子３が搭載される搭載部Ａを有する例え
ば略四角平板状の底板部４と、この底板部４上で搭載部
１ａを囲む四角枠状の壁部５とを有している。基体１の
搭載部Ａにはイメージセンサ素子３が樹脂等の接着剤を
介して固着される。

【００２０】また、壁部５は、例えば基体１の相対向す
る２辺に沿って基体１と一体に形成されて立設した相対
向する一対の壁体５ａと、壁体５ａ間にそれぞれメタラ
イズ金属層９・10を介してろう付けされた、残りの２辺
をなす一対の壁部材５ｂとで構成されている。

【００２１】基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結
体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素
・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適
当な有機バインダ・溶剤等を添加混合してセラミックス
ラリとなすとともに、これを従来周知のドクタブレード
法を採用してシート状となすことによって複数枚のセラ
ミックグリーンを得、しかる後、これらのセラミックグ
リーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに上下
に積層し、最後にこのセラミックグリーンシート積層体
を還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成することによっ
て製作される。

【００２２】また、基体１の壁部５は搭載部Ａに隣接し
て段部Ｂを有しており、この段部Ｂ上面から外部側面に
かけてはタングステンやモリブデン・銀・銅等の金属メ
タライズから成る複数個の配線導体６が配設されてい
る。

【００２３】配線導体６は、搭載部Ａに搭載されたイメ
ージセンサ素子３の各電極をパッケージの外部に電気的
に接続するための導電路として機能し、その段部Ｂ部位
にはイメージセンサ素子３の各電極がボンディングワイ
ヤ７を介して電気的に接続され、その外部側面部位には
外部電気回路に接続される外部リード端子８が銀ろう等
のろう材を介して接合されている。

【００２４】配線導体６は、例えばタングステンから成
る場合であれば、タングステン粉末に適当な有機バイン
ダ・溶剤を添加混合して得たタングステンペーストを基
体１となるセラミックグリーンシートに従来周知のスク
リーン印刷法を採用することによって所定のパターンに
印刷塗布しておき、これをセラミックグリーンシートの
積層体とともに焼成することによって、基体１の壁部５
の段部Ｂ上面から外部側面にかけて配設される。

【００２５】基体１はまた、壁部材５ｂがろう付けされ
る前に、その搭載部Ａが平面研削盤等を使用する機械的
研削法によって反りが50μｍ以下となるように研削され
て平坦化されている。

【００２６】基体１はその搭載部Ａが反りが50μｍ以下
となるように平坦化されていることから、搭載部Ａに長
尺のイメージセンサ素子３を搭載固定する場合であって
も、イメージセンサ素子３が傾いて搭載固定されること
はなく、その結果、イメージセンサ素子３を常に画像情
報に正確に対向させることができる。

【００２７】なお、基体１の搭載部Ａはその反りが50μ
ｍを超えると、搭載部Ａに例えば長さ80ｍｍ以上の長尺
なイメージセンサ素子３を搭載固定する際に、イメージ
センサ素子３が搭載部Ａの反りに起因して斜めに傾きを
もって固定されることとなるため、イメージセンサ素子
３が画像信号を電気信号に正確に変換することができな
くなる傾向にある。従って、基体１の搭載部Ａはその反
りが50μｍ以下に特定され、イメージセンサ素子３をよ
り精度良く固定する観点からは、好ましくは20μｍ以
下、さらに好ましくは10μｍ以下の反りであることが望
ましい。

【００２８】また、基体１の搭載部Ａを平面研削盤等の
機械的研削法により研削して平坦化する場合、例えば略
四角平板状の底板部４の相対向する２辺に沿うように一
対の壁体５ａが存在するものの、この壁体５ａが存在し
ない方向に平面研削盤等を摺動させれば、その摺動を阻
害されることなく搭載部Ａの反りが50μｍ以下の平坦な
ものとなるように容易に研削することができる。

【００２９】なお、この場合、基体１の搭載部Ａを研削
して平坦化する前に、基体１の底板部４の下面を機械研
削法により反りが50μｍ以下の平坦面となるように研削
しておき、この下面を基準面として搭載部Ａを研削する
ようにすれば、搭載部Ａを安定に、かつ正確に研削する
ことができる。

【００３０】また、基体１は、壁体５ａが立設されてな
い側の底板部４の端面および壁体５ａの側面にメタライ
ズ金属層９が被着されており、このメタライズ金属層９
には、同様に側面にメタライズ金属層10が被着された一
対の壁部材５ｂが銀ろう等のろう材を介して接合されて
いる。

【００３１】このように、基体１の一対の壁体５ａ間、
この例では壁体５ａが立設されてない側の底板部４の端
面および壁体５ａの側面に一対の壁部材５ｂが接合され
ることにより、上面中央部にイメージセンサ素子３を収
容するための搭載部Ａが形成された凹部を有する、パッ
ケージ本体となる基体１が形成される。

【００３２】なお、メタライズ金属層９は、タングステ
ンやモリブデン・銀・銅等の金属メタライズから成り、
例えばタングステンから成る場合であれば、タングステ
ン粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して得
たタングステンペーストを基体１となるセラミックグリ
ーンシート積層体の端面に従来周知のスクリーン印刷法
を採用して印刷塗布しておき、これをセラミックグリー
ンシート積層体とともに焼成することによって、この例
であれば基体１の壁体５ａが立設されてない側の底板部
４の端面および壁体５ａの側面に被着される。

【００３３】壁部材５ｂは、略直方体であり、基体１と
同質のセラミックス材料から形成されている。そして、
基体１との接合面にメタライズ金属層10を被着させると
ともにこのメタライズ金属層10をメタライズ金属層９に
銀ろう等のろう材を介してろう付けすることによって、
基体１の壁体５ａ間、この例では壁体５ａが立設されて
いない側の底板部４の端面および壁体５ａの側面に接合
される。

【００３４】壁部材５ｂは、基体１に含有される原料粉
末と同じ原料粉末に適当な有機バインダを添加混合し、
所定のプレス金型でプレス成形することによって生セラ
ミック成形体を得、これを還元雰囲気中約1600℃の温度
で焼成することによって製作される。

【００３５】また、壁部材５ｂに被着されるメタライズ
金属層10は、タングステンやモリブデン・モリブデン−
マンガン・銀・銅等の金属メタライズから成り、例えば
モリブデン−マンガンから成る場合であれば、モリブデ
ン粉末およびマンガン粉末に適当な有機バインダ・溶剤
等を添加混合して得たモリブデン−マンガンペーストを
壁部材５ｂの底板部４および壁体５ａとの接合面に従来
周知のスクリーン印刷法を採用して印刷塗布するととも
に、これを還元雰囲気中、約1500℃の温度で焼成するこ
とによって被着される。

【００３６】なお、メタライズ金属層９・10は、両者間
のろう付けに先立ち、その表面にろう材との振れ性に優
れるニッケル等の金属がめっき法により１〜５μｍ程度
の厚みに被着される。

【００３７】さらに、基体１は、壁部５を構成する壁体
５ａの上面および壁部材５ｂの上面が基体１に透光性蓋
体２を接合するための封止面Ｃを形成しており、この封
止面Ｃが平面研削盤等を用いた機械研削法により反りが
50μｍ以下となるように、また搭載部Ａとの平行度が50
μｍ以下となるように研削されている。

【００３８】基体１は、壁部材５ｂが壁体５ａ間にろう
付けされて壁部５を形成した後に、封止面Ｃが機械研削
法によりその反りが50μｍ以下となるように研削されて
いることから、封止面Ｃに透光性蓋体２を樹脂から成る
封止材を介して接合した場合に、封止面Ｃと透光性蓋体
２との間に大きな隙間が形成されることはなく、両者間
を樹脂から成る封止材で良好に埋めることが可能とな
る。その結果、気密信頼性の高いイメージセンサ素子収
納用パッケージを提供することができる。

【００３９】なお、基体１の壁部５は、その封止面Ｃの
反りが50μｍを超えると、封止面Ｃに透光性蓋体２を樹
脂から成る封止材を介して接合する場合に封止面Ｃと透
光性蓋体２との隙間が大きなものとなり、この隙間を封
止材で良好に埋めて気密信頼性高く封止することが困難
となる傾向にある。したがって、パッケージ本体１は、
その封止面Ｃの反りが50μｍ以下のものに特定される。

【００４０】また、封止面Ｃの反りは、透光性蓋体２と
の間の隙間を埋める樹脂から成る封止材を介したパッケ
ージ内への透湿を少ないものとするために、好ましく
は、20μｍ以下、さらに好ましくは10μｍ以下としてお
くことが望ましい。さらに、封止面Ｃが搭載部Ａとの平
行度が50μｍ以下となるように研削されていることか
ら、搭載部Ａに搭載されるイメージセンサ素子３と封止
面Ｃに接合される透光性蓋体２との平行度が良好に確保
されることとなり、透光性蓋体２を通して入射する画像
情報をイメージセンサ素子３へ正確に対向させて入射さ
せることができる。

【００４１】なお、基体１の壁部５の封止面Ｃを機械研
削法で研削して平坦となす場合、基体１に一体に立設し
た壁体５ａと壁体５ａ間にろう付けされた壁部材５ｂと
がともに同質のセラミックス材料から成り、両者が同じ
硬さや靭性を有することから、両者が均等に研削されて
反りが50μｍ以下の平坦な封止面Ｃを安定して得ること
ができる。

【００４２】この場合、前述の搭載部Ａを研削する場合
と同様に、基体１の底板部４の予め研削平坦化された下
面を基準面として封止面Ｃを研削するようにすると、封
止面Ｃを安定に、かつ正確に研削することができるとと
もに、封止面Ｃと搭載部Ａとの間の平行度や距離等を極
めて正確なものとすることができる。

【００４３】なお、基体１の底板部４の下面を研削のた
めの基準面として利用する場合、壁部５を構成する壁部
材５ｂがこの基準面を利用する邪魔とならないように、
壁部材５ｂはその下端が基体１の底板部４の下面より高
い位置となるようにろう付けされていることが好まし
い。

【００４４】かくして、本発明のイメージセンサ素子収
納用パッケージによれば、パッケージ本体である基体１
の搭載部Ａの上面にイメージセンサ素子３を搭載固定す
るとともにイメージセンサ素子３の各電極を配線導体６
にボンディングワイヤ７を介して電気的に接続し、最後
に基体１の壁部５の封止面Ｃに透光性蓋体２をエポキシ
樹脂等の樹脂から成る封止材を介して接合することによ
って、気密信頼性に優れたイメージセンサ装置となる。

【００４５】なお、本発明は以上の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変更や改良を施すことは何ら差し支えない。

【００４６】

【発明の効果】本発明のイメージセンサ素子収納用パッ
ケージによれば、セラミックス材料から成る基体上面の
四角枠状の壁部を、基体から一体に立設した相対向する
２辺をなす一対の壁体と、この壁体間にメタライズ金属
層を介してろう付けされた残りの２辺をなす一対の壁部
材とで構成し、壁体間の搭載部を反りが50μｍ以下とな
るように研削した後に壁部材をろう付けし、しかる後、
壁部の上面すなわち壁体および壁部材の上面を反りが50
μｍ以下となるように、また搭載部との平行度が50μｍ
以下となるように研削して成ることから、壁部を構成す
る壁体および壁部材が同質のセラミックス材料から成
り、両者が同じ被研削性を有しているため、封止面であ
る壁部の上面を機械研削により均等に研削することがで
きる。

【００４７】また、封止面の反りを50μｍ以下の平坦な
面とするとともに搭載部との平行度を50μｍ以下とした
ことにより、封止面に透光性蓋体を樹脂から成る封止材
を介して接合した場合に、封止面と透光性蓋体との間に
大きな隙間が形成されることはなく、両者間を樹脂から
成る封止材で良好に埋めることが可能となって気密信頼
性の高いイメージセンサ素子収納用パッケージを提供す
ることができるとともに、イメージセンサ素子を画像情
報に正確に対向させ、イメージセンサ素子における画像
情報の電気信号への変換を極めて正確なものとすること
ができる。

【００４８】以上により、本発明によれば、パッケージ
本体の透光性蓋体が接合される封止面を良好な平坦面と
なし、これによりパッケージ本体に透光性蓋体を樹脂か
ら成る封止材により気密信頼性高く接合することが可能
なイメージセンサ素子収納用パッケージを提供すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージ
の実施の形態の一例を示す断面図である。

【図２】図１に示したイメージセンサ素子収納用パッケ
ージの透光性蓋体を除く平面図である。

【図３】図１および図２に示したイメージセンサ素子収
納用パッケージの分解斜視図である。

【符号の説明】

１・・・・・・基体 ２・・・・・・透光性蓋体 ３・・・・・・イメージセンサ素子 ４・・・・・・底板部 ５・・・・・・壁部 ５ａ・・・・・壁体 ５ｂ・・・・・壁部材 Ａ・・・・・・搭載部 Ｃ・・・・・・封止面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックス材料から成り、底板部の上
   面にイメージセンサ素子が搭載される搭載部および該搭
   載部を囲む四角枠状の壁部を有する基体と、前記壁部の
   上面に接合される透光性蓋体とから成るイメージセンサ
   素子収納用パッケージであって、前記壁部は、前記基体
   から一体に立設した相対向する２辺をなす一対の壁体
   と、該壁体間の前記搭載部を反りが50μｍ以下となるよ
   うに研削した後に前記壁体間にメタライズ金属層を介し
   てろう付けされた残りの２辺をなす一対の壁部材とから
   成るとともに、前記壁体および前記壁部材の上面を反り
   が50μｍ以下で搭載部との平行度が50μｍ以下となるよ
   うに研削して成ることを特徴とするイメージセンサ素子
   収納用パッケージ。